衝撃圧縮試験における有孔樹脂材料の破壊観察およびひずみ分布の観察

はじめに

製品設計を行う上で、材料の特性を把握することは重要です。そのため、引張試験や圧縮試験、曲げ試験など様々な試験規格が存在します。また、輸送機での使用の際には、衝撃的な負荷を受けることが考えられ、正確な材料特性を把握するためには、静的特性だけでなく衝撃特性も把握する必要があります。特に材料に衝撃的な負荷を与えると、静的な負荷を与えた場合と異なった応力・ひずみ特性を示すことがあるため、衝撃試験が求められています。衝撃試験の手法としては、ホプキンソン棒法が広く用いられています。また、材料の詳細なメカニズムの解明のためには、試験における破壊現象を観察することが重要になります。しかしながら、高速変形という試験法の特性上、従来の高速度カメラを用いても、試験時の材料破壊の観察や、画像計測を行うための画像の撮影は、撮影速度や解像度の面から困難でした。今回使用した高速度ビデオカメラ HPVTM-X2 は高速かつ高解像度の撮影が可能であり、多様な高速現象を観察することができます。 本稿では、ホプキンソン棒法を使用した衝撃圧縮試験において、中央に円孔を有するアクリルブロックの破壊挙動を観察した例をご紹介します。また、試験片表面にランダムマークを施し、DIC 解析＊1により表面のひずみ分布を可視化しました。

2021.07.30